2022年8月2日,南極熊獲悉,,達(dá)索系統(tǒng)執(zhí)行副總裁Olivier Ribet就增材制造在數(shù)字化工業(yè)工作流程的可持續(xù)性和效率方面的作用進(jìn)行了討論,,并對(duì)其發(fā)布的3DEXPERIENCE增材制造虛擬平臺(tái)功能進(jìn)行了詳細(xì)闡述。
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毫無疑問,,增材制造技術(shù)為整個(gè)價(jià)值鏈帶來了靈活性。達(dá)索(Dassault)系統(tǒng)所推出的3DEXPERIENCE增材制造平臺(tái)使工程師能夠根據(jù)空間分配,、載荷,、約束和制造工藝來設(shè)計(jì)和模擬高度優(yōu)化的零件,同時(shí)也考慮到多材料要求(聚合物,、金屬和工程材料)和專門的3D打印機(jī)生產(chǎn)這些優(yōu)化零件,。航空航天公司通過推進(jìn)整個(gè)企業(yè)的團(tuán)隊(duì)在整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)過程中的協(xié)作能力串聯(lián),從而獲得增材制造所能提供的全部?jī)r(jià)值,。在英國(guó)最近舉辦的FIA2022展會(huì)上,,航空航天業(yè)表明,它正在從最近的供應(yīng)鏈挑戰(zhàn)中恢復(fù)過來,并受到日益迫切的可持續(xù)生產(chǎn)需求的驅(qū)動(dòng),。許多公司以此為契機(jī),,徹底審查他們的制造工作流程。
達(dá)索系統(tǒng)歐洲,、中東和非洲地區(qū)執(zhí)行副總裁Olivier Ribet說:"在中國(guó),、日本、韓國(guó),、德國(guó),、西班牙,政府開始審查他們的生產(chǎn)模式,,對(duì)生產(chǎn)工藝和方法做出改變,。監(jiān)管模式也將改變,這意味著增材制造將成為一項(xiàng)工業(yè)化生產(chǎn)的需求,。因此,,我們?cè)诹鞒虒用嫔蟽?yōu)化增材制造技術(shù),以確保在你建造的東西和你建造的方式之間存在著聯(lián)系,。作為一家技術(shù)公司,,我們不僅要考慮今天,而且要考慮一年,、兩年,、五年甚至十年后如何使用增材制造。當(dāng)我們看到行業(yè)的發(fā)展方式時(shí),,我們處于獨(dú)特的地位,,因?yàn)槲覀優(yōu)榉殖?9個(gè)細(xì)分行業(yè)的11個(gè)行業(yè)提供服務(wù)。我們不考慮航空航天,、運(yùn)輸行業(yè)的增材制造需求,,而是針對(duì)于我們的69個(gè)細(xì)分市場(chǎng)提供增材制造服務(wù)。"
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可持續(xù)發(fā)展推動(dòng)變革
有鑒于此,,可持續(xù)性已成為整個(gè)制造業(yè)的核心價(jià)值,。就其本質(zhì)而言,增材制造有可能更具有可持續(xù)性:逐層制造所使用的材料明顯少于傳統(tǒng)的成型法或減材法,。最后,,增材制造可以被設(shè)置為在任何地方生產(chǎn)。這簡(jiǎn)化了供應(yīng)鏈,,降低了成本,,并通過降低運(yùn)輸排放減少了對(duì)環(huán)境的影響。
Ribet先生指出,,這種方法可以解決各種不同領(lǐng)域的公司的需求,。事實(shí)上,,達(dá)索系統(tǒng)在增材制造領(lǐng)域的首批投資之一是Biomodex,這是一家醫(yī)療設(shè)備和材料公司,,他們利用增材制造技術(shù)重新制作精確的腦動(dòng)脈瘤模型,。腦外科醫(yī)生在進(jìn)行實(shí)際手術(shù)之前,會(huì)使用該3D模型來練習(xí)操作動(dòng)脈瘤的程序,。
Ribet先生解釋說:"這是我們的增材制造戰(zhàn)略的一個(gè)完美例子:你首先通過從多個(gè)設(shè)備獲取數(shù)據(jù)來創(chuàng)建虛擬3D模型,。該模型是以完美的精確方式重建的,不是在毫米級(jí),,甚至不是在納米級(jí),,而是幾乎在分子級(jí)。3DEXPERIENCE采取了這種跨越多個(gè)環(huán)節(jié)的方法,。它從一個(gè)非常精確的三維重建開始,,然后研究如何理想地與硬件和設(shè)備互動(dòng),確保所有這些都能在生產(chǎn)工作流程中得到適當(dāng)?shù)恼�,。這就是達(dá)索系統(tǒng)公司對(duì)待工業(yè)制造領(lǐng)域許多重要客戶的方式,。他們開發(fā)他們的機(jī)器,他們開發(fā)用于3D打印的粉末,、流體或塑料,,用我們的技術(shù)。如果你不能極其精確地控制材料的物理,、功能和邏輯行為,,那么你的虛擬表現(xiàn)和最終部件之間總會(huì)有差異。在3D打印中,,你可以使用相同的機(jī)器和相同的材料,,但由于零件的幾何形狀不同或溫度不同,它的表現(xiàn)也會(huì)不同,。因此,,了解材料的確切行為變得極為重要�,?紤]到所有這些,,像通用電氣、勞斯萊斯,、空中客車,、波音和賽峰集團(tuán)這樣的航空航天領(lǐng)導(dǎo)者與達(dá)索系統(tǒng)密切合作,在制造層面上定義新工藝和新方法,。目前正在進(jìn)行一項(xiàng)重大轉(zhuǎn)型,,以提高飛行的可持續(xù)性,。他們認(rèn)為這是一種完全重新思考他們?cè)谶^去15-20年里一直在實(shí)施的一些工業(yè)流程的方式,。他們開始融合越來越多的增材制造方法,,因?yàn)闇p法是昂貴的、痛苦的,、不可持續(xù)的,。"
如果說許多公司在探索增材制造時(shí)只是作為一種提高生產(chǎn)力、提高效率和降低成本的方式,,那么現(xiàn)在他們正在尋求將其作為重大可持續(xù)發(fā)展議程的一部分來實(shí)施,,他們需要證明他們的生產(chǎn)方式比過去更環(huán)保。
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增材制造驅(qū)動(dòng)制造業(yè)發(fā)展的最后一英里
達(dá)索系統(tǒng)創(chuàng)建3DEXPERIENCE市場(chǎng)的最初目的,,是作為一種無縫的方式來制造零件并與全球領(lǐng)先的數(shù)字制造商合作,。公司用它來確定基于項(xiàng)目和零件規(guī)格的最佳合作伙伴。這包括保持零件開發(fā)和生產(chǎn)的可追溯性,,這對(duì)認(rèn)證至關(guān)重要,。公司可以通過利用協(xié)作、幾何合規(guī)性和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來簡(jiǎn)化協(xié)作過程,。然而,,對(duì)于那些現(xiàn)在希望越來越多地將其生產(chǎn)線內(nèi)部化的公司來說,這并不總是足夠的,。這些公司需要能夠迅速調(diào)整他們的工作流程以適應(yīng)快速變化的要求,。
這是一個(gè)重大的、持續(xù)的變化,,現(xiàn)在反映在 3DEXPERIENCE 和達(dá)索系統(tǒng)的相關(guān)云產(chǎn)品套件中,。CATIA 軟件會(huì)觀察產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方式,并可以根據(jù)幾何形狀,、零件尺寸或批量大小指出哪些增材工藝能夠制造它,。通過重新定義整個(gè)流程,可以顯著提高生產(chǎn)力,。3DEXPERIENCE 優(yōu)化了制造和工程之間的反饋循環(huán),,這種方法使像空中客車這樣的公司能夠以前所未有的水平提高生產(chǎn)力。Ribet 指出,,賽峰集團(tuán),、雷諾或捷豹路虎等客戶可能需要走得更遠(yuǎn),進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)領(lǐng)域,。
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Ribet說:"我們有一些客戶已經(jīng)開始與我們合作了一年半多一點(diǎn),,他們不再銷售產(chǎn)品。他們銷售的是一種產(chǎn)品的使用小時(shí)數(shù),,從航空航天和國(guó)防或汽車迅速轉(zhuǎn)向工業(yè)設(shè)備,。我們?cè)诘聡?guó)有一個(gè)客戶,活躍在大型工廠的自動(dòng)化生產(chǎn)線建設(shè)領(lǐng)域,,他們來找我們,,因?yàn)楦脑煲粭l生產(chǎn)線需要花費(fèi)太多時(shí)間,。因此,他們轉(zhuǎn)而采用模塊化結(jié)構(gòu),。他們創(chuàng)建了材料清單和生產(chǎn)線的虛擬雙胞胎,,但他們意識(shí)到,他們無法對(duì)每一個(gè)方面進(jìn)行編程,。隨后他們認(rèn)識(shí)到,,一些定制模塊必須按需生產(chǎn),并由增材制造驅(qū)動(dòng),。"
在達(dá)索系統(tǒng)的設(shè)想中,,這就是制造業(yè)的未來:在客戶所在地進(jìn)行最后一英里、增材制造驅(qū)動(dòng)的生產(chǎn)線定制,。當(dāng)一條新的生產(chǎn)線交付時(shí),,客戶會(huì)收到實(shí)物資產(chǎn)、技術(shù)文件和數(shù)字孿生,,包括允許使用增材制造工藝創(chuàng)建單個(gè)模塊的系統(tǒng)孿生,。
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DELMIA使企業(yè)能夠通過虛擬孿生體驗(yàn)(Virtual Twin Experience)實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)
3DEXPERIENCE包括三個(gè)核心技術(shù),這些技術(shù)是針對(duì)這種情況實(shí)例化而開發(fā)的,。DELMIA是用于制造過程自動(dòng)化,、工作流程和改造。ENOVIA是PLM的骨干,,用于管理材料清單,、結(jié)構(gòu)和成本。CATIA Magic是一個(gè)基于模型的系統(tǒng)工程平臺(tái),,將所有這些作為一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào),。這是基于RFLP,即 "需求,、功能,、邏輯和物理學(xué) "的意思。這四個(gè)元素被用來描述系統(tǒng)的任何部分,。
Ribet說:"一旦你有了這個(gè)模型,,只要你愿意,你就可以虛擬地運(yùn)行它,。你可以做一些改變,,看看它將是什么樣子。而美妙之處在于,,你也可以模擬制造過程,,包括機(jī)器人、傳送帶或3D打印機(jī)。只需拖放物品,,就可以看到生產(chǎn)線的產(chǎn)量,、速度和能源消耗。
將增材制造轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)化
就在幾年前,,像達(dá)索系統(tǒng)這樣的公司不得不推動(dòng)他們的客戶采用增材制造,現(xiàn)在Ribet指出,,市場(chǎng)的拉動(dòng)作用要大得多,,航空業(yè)推動(dòng)了終端零件的需求,所有細(xì)分市場(chǎng)都在關(guān)注增材制造的工具需求,,其中醫(yī)療設(shè)備走在了前列,。對(duì)于從事重要部件制作的公司來說,這種趨勢(shì)更加明顯,,他們不僅需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行保密,,還需要對(duì)整個(gè)制造過程進(jìn)行保密。
Ribet先生說:"唯一的辦法是向合作伙伴,、向外部公司說明他們所需要的只是一個(gè)高層次的描述,,然后對(duì)其進(jìn)行不斷調(diào)整,創(chuàng)造有價(jià)值的內(nèi)部知識(shí),。這些公司使用3DEXPERIENCE平臺(tái)作為他們工作的核心,。我們甚至不知道他們用我們的軟件做什么的細(xì)節(jié),但我可以告訴你,,他們給我們的要求是相當(dāng)技術(shù)性的,。"
Ribet指出,功能原型在開發(fā)過程的早期進(jìn)行物理驗(yàn)證是增材制造的一個(gè)關(guān)鍵的短期機(jī)會(huì),,還有最后一英里的工具定制,、售后支持和維修。今天,,模具是相關(guān)的,,因?yàn)樵S多工業(yè)流程需要隨著新的法規(guī)而改變。從航空航天到能源生產(chǎn),,普遍需要重新啟動(dòng),。Ribet以Vertical Aerospace為例,這是一家英國(guó)初創(chuàng)公司在,,F(xiàn)IA2022上展出了其六座的eVTOL機(jī)型,。他們兩年前開始與Dassault合作,當(dāng)時(shí)還是一張白紙,,不到兩年后,,他們就有了一個(gè)模型,并將很快獲得飛行認(rèn)證,。他們還收到了來自日本航空,、美國(guó)航空,、阿瓦隆、波音的近40億歐元的大規(guī)模訂單,。在兩年內(nèi),,他們必須掌握許多制造工藝和材料科學(xué),他們說,,如果沒有像3DEXPERIENCE平臺(tái)所提供的建模和仿真方法,,這將是不可能的。他們用它進(jìn)行了大量的虛擬測(cè)試,,但他們也想測(cè)試一些特定的變體和配置,,這也是他們真正想用3D打印來做的原因。
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另一個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域是核能發(fā)電,。今天,,法國(guó)近一半的核電站(歐洲最大的核能來源)已經(jīng)關(guān)閉,因?yàn)閺墓こ探嵌葋砜�,,這些核電站是在60年代想象出來的,,它們?cè)?0年代末或80年代投入了生產(chǎn)。它們應(yīng)該被關(guān)閉還是被改造,?Ribet說:“許多替換零件已經(jīng)不存在了,,或者它們不再被核安全當(dāng)局認(rèn)證。有些可能需要更換數(shù)以千計(jì)的夾具,,而這些夾具沒有人能夠制造,。當(dāng)你有一些用于戰(zhàn)略產(chǎn)品的關(guān)鍵部件,這些部件的成本高達(dá)數(shù)十億歐元,,而這些部件不能再制造了,,除了增材制造,沒有其他選擇,。那些不再生產(chǎn)的簡(jiǎn)單部件將有很大的市場(chǎng),,需要進(jìn)行反向工程和打印,這正是我們(達(dá)索系統(tǒng))收購Diota的原因,�,!�
在這之前,Ribet指出,,增材制造仍然需要克服一些限制,。其中之一是速度和生產(chǎn)力,但Dassault確信這些將被克服,。Ribet補(bǔ)充表示,,一個(gè)更緊迫的問題是,你如何確保正在打印的東西的可追溯性?這在關(guān)鍵的,、高度管制的領(lǐng)域是很重要的,。在傳統(tǒng)制造業(yè)中,這比較容易,,你只需要物理實(shí)施安全,,但在數(shù)字工作流程中,你怎么知道黑客沒有篡改打印過程中的行為,?你如何確保從機(jī)器里出來的東西和它應(yīng)該有的完全一樣,?當(dāng)你看到它出來的時(shí)候,你無法知道它是否被破壞了,,特別是對(duì)于典型的增材制造零件的復(fù)雜晶格結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)安全將成為增材制造的一個(gè)主要話題,,因?yàn)樗罱K零件生產(chǎn)的方向發(fā)展,。
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